基于多层决策的作战群体行为建模研究

模拟训练设备是虚拟士兵技术的重要应用领域,作战群体行为的研究对提高模拟训练设备的训练效果具有重要作用。将多层决策理论改进为生理层、应激层、认知层、理性层和作战层,构建了基于多层决策的作战群体行为模型;提出了交互元的概念,将虚拟个体间的交互以交互元的方式进行存储和执行;在高层决策系统中引入了任务图对行为规划进行管理,并建立了交互管理器,对交互元进行管理;将作战行为分为7种基本行为,简化了作战目标的生成。在某装备培训与试验系统中对模型进行了应用与测试,结果表明模型自主性好,耗费资源少,具有较高的可信性,群体间的交互表现出较高的逼真性,能有效的满足装备培训与试验系统的需求,提升训练效果。     

虚拟实体组织行为建模方法研究

虚拟实体组织行为建模主要研究虚拟世界中有组织的实体群的组织关系及其活动规律。提出了一种新的基于描述任务逻辑的虚拟实体组织行为建模方法,建立了一个将虚拟实体群的组织结构关系、协同行为功能规划和组织规范三个维有机结合的组织行为模型,结构简单,能满足像战场实体群等面向任务的有组织的虚拟实体群的行为建模的需要。设计并实现了一种符合XML标准的虚拟战场兵力实体组织行为建模语言CBML,能实现对虚拟实体组织行为模型的描述,并提供较强的推理功能,经用户初步使用表明,具有简洁、易用、高效的特点。     

基于力反馈的虚拟示教式机械手臂装配路径规划方法

根据力反馈设备PHANToM(R)和6自由度机械手臂结构的相似性,构建了一个基于PHANToM关节驱动的6自由度虚拟机械手臂模型,为了使该虚拟机械手臂模型具有力反馈的功能,提出了一种基于机器人运动学分析的空间匹配方法.基于该虚拟机械手臂模型,提出了基于力反馈引导的虚拟示教式机械手臂装配路径规划方法,该方法通过人工势场法计算反馈力,操作者可以通过操作力反馈设备PHANToM来控制虚拟机械手臂的运动,在反馈力的引导下结合操作者的经验和决策能力以虚拟示教的方式完成装配路径的粗略规划,使用基于距离准则的单端搜索法和人机交互方式对粗略路径和装配零件的姿态进行优化,最后通过动画的形式模拟机械手臂的装配过程,以供用户对该路径进行评价.     

一种人工鱼群体行为动画的新方法

以自然鱼为原型,结合人工生命中"突现"的思想,在基于认知的人工鱼群的行为路径选择机制的基础上,提出了一种在分布式协作系统框架下,运用人工智能的模型和算法构造的计算机自主动画角色(人工鱼)的新方法,该方法通过建立分布式行为模型,结合基于agent的局部感知和pso算法,来模拟个体鱼响应环境变化、集群和维持群体结构的路径选择过程,以展现具备感知、认知、运动能力的人工鱼群的协调和决策过程,程序运行结果实现了鱼群在海底局部环境下逼真的计算机动画,证实了该模型的有效性.     

智能虚拟维修环境多Agent 协作机制

针对智能虚拟维修环境中多Agent协同作业求解问题,提出一种基于任务驱动方法的协同虚拟维修训练体系框架,并构建基于该框架下的协作感知-规划-行为（Sense-Plan-Action,SPA）关系模型,在该模型中使用参数化表达方法来量化多Agent 协同作业过程,并将任务求解过程转化为时序信息、属性状态演变、目标决策等多通道框架驱动协同作业的实现,解决了多Agent 协同作业的逻辑关系问题。最后,将该方法应用于轮式工程机械协同虚拟维修仿真过程中,实现了协同虚拟维修可视化,验证了任务驱动方法在协同虚拟训练中的可行性。     

虚拟角色的一种自主运动路径规划方法

虚拟角色的路径规划是动漫游戏的一个重要课题,如何建立高效的路径规划方法仍是一个热点话题。提出了一种基于感知记忆的路径规划方法,该算法包括全局路径规划、局部路径规划和记忆模块。全局路径规划是根据已知的路径建立的,提出了拥堵系数和容忍度的公式;而局部路径规划是根据局部感知建立的,虚拟角色能够依据局部路径规划探索一个未知环境,全局路径信息记录在记忆模块中。构造了一个包含虚拟角色的三维迷宫,实验结果表明,根据前面探索信息建立的全局路径规划是有效的。     

基于动态路径规划的物流仿真控制技术

针对传统的静态路径规划与车间复杂的物流网络不一致的问题,提出了基于动态路径规划的物流仿真控制技术.通过对物流运行过程的分解,建立了基于物流的装载、运输和卸载等动作传感器触发的物流仿真控制逻;利用轨道选择规则和工件选择规则,实现了物流运行的调度控制;以轨道交叉点的计算为基础,利用Dijkstra算法实现了最短路径计算;通过在动态传感器中加入路径规划算法,实现了基于动态路径规划的物流仿真控制.最后通过建立物流仿真模型,验证了上述方法的有效性.     

一种时变的随机马氏移动对象行为仿真模型

在随机环境虚拟构建基础上,提出了基于马氏随机过程的时变移动对象行为仿真模型构建方法。针对随机路径网、移动对象速度可变、路径选择随机的复杂随机行为建立了新模型,在分析移动对象运动方程和时间采集关系的基础上,模型可以良好实现移动对象在二维路径网上的马氏随机游动过程。仿真数据结果表明,新模型能够正确地反映移动对象的随机变化,同时对移动对象运动轨迹和时间采集是有效的。     

坦克分队计算机生成兵力(CGF)实体仿真研究

坦克分队CGF实体仿真模型是陆军作战仿真系统研制不可缺少的一部分。本文从建立CGF实体的抽象模型入手,研究坦克实体行为的表示、生成和控制方法。在分析了模拟系统中所需的CGF实体模型分类的基础上,重点实现了一般物理行为的生成方法,包括CGF实体的机动、侦察、射击、外弹道、射弹散布等模型,以及研究了坦克分队在虚拟战场中的路线规划、队形转换、火力运用等聚合级实体行为的实现方法。最后,从人工智能理论着手,就坦克分队CGF实体智能行为仿真的方法进行了理论探索,提出了相应的方案,为今后的实践性开发工作打下基础。     

面向非对称认知的移动目标防御动态博弈方法

移动目标防御(MTD)通过主动地、动态地“移动”系统安全配置,扰乱攻击方对系统状态的认知,进而影响攻防决策和演化过程,被称为“改变游戏规则”的网络空间革命性技术. MTD的技术本质是建立和控制攻防双方的非对称认知.为了实现对这种非对称认知关系的量化分析,通过建模攻防知识面在攻防双方认知中的差异化投影,将非对称认知关系引入到MTD博弈决策中,提出面向非对称认知的MTD动态博弈模型和基于多阶段潜在风险分析的决策方法.数学实例分析和模拟实验验证了模型和方法不仅能实现面向非对称认知的攻防博弈推演,也进一步提高了攻防状态建模的灵活度和空间规模,对基于博弈的网络安全管理具有指导意义.     

虚拟装配与虚拟原型机的理论与技术分析

讨论了虚拟原型机和虚拟装配的技术基础、内涵和关系，并结合国内外发展状况对虚拟装配与虚拟原型机领域的技术问题和难点进行了综合阐述和分析。     

虚拟场景展示系统研究

基于软件平台MultiGen Creator和Vega，开发出了集漫游、设计与一体的虚拟场景展示系统。文中分析了该系统实现的整体结构及开发过程，论述了仿真模型的获得、纹理的处理、模型的转换和简化等技术的实现，以及Vega中有关自由度控制、碰撞检测、输入控制、文字声音提示信息、地图提示功能、物体的拾取等编程设计。结果表明，开发的虚拟场景展示系统，可广泛用于建筑布局规划、房地产效果展示等领域，具有良好的市场前景。     

协同虚拟样机技术研究

虚拟样机技术是一种新型的基于集成化产品和过程开发策略的新的产品设计,开和评估手段。本文首先介绍了虚拟样机和协同虚拟样机的基本概念,接着对武器装备虚拟采办过程中不同阶段的虚拟样机的功能特性进行分析,在此基础上提出了支持武器装备虚拟采办过程的协同虚拟样机环境体系结构,最后对虚拟样机技术的发展前景进行了展望。     

基于虚拟人的虚拟样机造型设计

本文主要研究了人机工程学在产品设计中的作用,设计了一个基于虚拟人模型的虚拟样机设计方案,构建了相应的系统框架,并进行了初步实现,这对于虚拟产品开发技术的发展起到了一定的作用。     

分布式协同虚拟环境的体系结构研究

结合当前的技术发展和面临的实际需求，分析了分布式协同虚拟环境的概念，发展现状和应用前景，详细讨论了它的功能特点，体系结构，性能要求以及关键技术，最后介绍了一个支持先进分布仿真技术和虚拟样机技术的分布式协同虚拟环境原型系统－－AST＿DCVE。     

虚拟装配关键技术及其发展

虚拟装配技术是虚拟制造技术的关键部分,它主要实现两个层次的映射,即底层用产品虚拟模型映射了产品物理模型,顶层的虚拟装配仿真过程映射了真实的物理装配过程。虚拟装配关键技术主要包括:碰撞检测、零部件建模以及数据交换与集成、装配规划、基于约束的运动导航与精确定位、线缆管路等可变形体零件装配技术、知识的提取与应用和装配评估与验证等。文中对这些关键技术的研究现状进行了综述,并根据研究现状分析了虚拟装配技术中存在的问题以及发展趋势。     

虚拟维修仿真技术的研究与进展

近年来虚拟维修仿真技术广泛应用于维修性设计、保障性规划及人员培训三大应用领域并取得了巨大的经济和社会效益,成为了当前研究热点。对此分析归纳了该领域内众多国内外虚拟维修仿真案例。针对仿真对象的扩展及新技术的应用,提出了虚拟维修仿真技术的明确定义;总结出了虚拟维修仿真技术的实现流程,深入探讨了该技术研究所涉及的一系列关键技术问题;比较分析了仿真过程中所需的软件实现平台;最后对其未来的研究方向进行了展望。     

虚拟维修样机系统及建模技术

讨论了建立虚拟样机用于虚拟维修仿真的几个关键技术。给出了虚拟维修样机的定义，分析了它的组成，给出了与产品CAD系统相关联的系统结构。为了满足仿真实时性要求，提出了面向维修任务的虚拟维修样机建模方法，进行样机的几何建模和人机交互建模，并在．Jack软件环境下开发了CAD数据处理与交互行为定义的功能模块，以一个变速齿轮箱为例，进行了验证。     

虚拟作战战场环境的研究与实现

介绍了构建以解放战争某著名战役为背景的虚拟战场环境的关键技术，包括虚拟战场环境的结构组成、仿真模型、仿真管理和想定生成、场景管理、虚拟士兵的行为表示、实时战场环境声音仿真、人机交互方式等。在此基础上，介绍了已研制完成的基于多PC机联网具有沉浸与交互特征的多用户同时参与的含虚拟士兵的虚拟作战演示与观众参与系统。     

基于数据手套的虚拟操作技术研究

介绍了虚拟操作的概念和应用前景，以及实现虚拟操作的方法，并探讨了利用动力学分析的方法实现基于数据手套的虚拟操作时的关键技术问题，碰撞检疫算法，建立虚拟接触力模型，虚拟物体运动解算等。